(57)【要約】【課題】良好な雑音低減ができる映像雑音低減回路を提供する。【解決手段】差分検出部１１で、入力映像信号ＩＮと雑音低減処理後の前フレームの画像データＰＩＣの差分データＤＥＦが生成され、パルス発生部２１で、同期信号ＳＹＮの垂直帰線期間に対応するタイミング・パルスＴＰが生成される。差分データＤＥＦとタイミング・パルスＴＰは、最大値検出部２２と平均値検出部２３に与えられ、雑音量の最大値ＭＸと平均値ＡＶが検出される。最大値ＭＸは検出条件設定部２４に、平均値ＡＶは検出動作制御部２５と補償動作制御部２６に与えられ、差分雑音検出部１３に対する設定情報ＳＥＴ及び制御信号ＣＯＮと、動き補償部１６に対する制御信号ＣＯＮ２が生成される。差分雑音検出部１３と動き補償部１６で生成された補正データＣＯＲ２は減算部１２に与えられ、雑音低減処理が施された出力映像信号ＯＵＴが出力される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑音低減処理が施された出力映像信号から１画面単位に最新の画像データを順次更新して記憶する画像記憶手段と、
入力映像信号と前記画像記憶手段に記憶された画像データとの差分を検出して差分データを出力する差分検出手段と、
前記差分データに基づいて前記入力映像信号と前記画像記憶手段に記憶された画像データとの間での映像の動きを検出する動き検出手段と、
前記入力映像信号に対応する同期信号に基づいて該入力映像信号中に画像成分が存在しないタイミングを検出し、雑音量検出用のタイミング・パルスを発生するパルス発生手段と、
前記タイミング・パルスが与えられている期間中の前記差分データから雑音量の平均値を検出する雑音量検出手段と、
第１及び第２の閾値によるヒステリシス特性に従い、前記雑音量検出手段で検出された雑音量の平均値とこれらの第１及び第２の閾値とを比較して雑音低減動作を制御する第１の制御信号を生成すると共に、第３及び第４の閾値によるヒステリシス特性に従い、該雑音量の平均値に基づいて動き補償動作を制御する第２の制御信号を生成する雑音低減設定手段と、
前記第１の制御信号に従って前記差分データをオン／オフすることによって補正データの生成をオン／オフ制御する補正データ生成手段と、
前記動き検出手段によって映像の動きが検出され、かつ前記第２の制御信号によって動き補償動作が指示されたときに、前記補正データ生成手段で生成された補正データに動き補償を施して動き補償を行った補正データを出力し、映像の動きが検出されず、或いは該第２の制御信号によって動き補償動作が禁止されたときには、該補正データ生成手段で生成された補正データをそのまま出力する動き補償手段と、
前記入力映像信号を前記動き補償手段から出力される補正データで補正して前記出力映像信号を出力する映像補正手段とを、
備えたことを特徴とする映像雑音低減回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置や映像記録再生装置等において、映像信号中の雑音を低減するための映像雑音低減回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平８−１３０６６４号公報
【０００３】
図２は、上記特許文献１に開示された従来の画像符号化装置の構成図である。
この画像符号化装置は、入力画像信号ＩＮを１フレームずつ取り込んでブロック単位の画像データに並べ変えるブロックスキャン回路３１、及びこのブロックスキャン回路３１に取り込まれた画像データとフレームメモリ３５に記憶されている雑音抑圧処理された前フレームの画像データのブロック毎の差分値を算出する減算回路３２を有している。減算回路３２の出力側には、遅延回路３３と絶対値回路３７が接続されている。
【０００４】
絶対値回路３７は、減算回路３２から出力される差分値の絶対値をとるもので、その出力側には各ブロック毎の絶対値の累算値を計算する累算回路３８が接続されている。累算回路３８の出力側には、累算値を閾値と比較して雑音抑圧処理のオン／オフを決定する雑音抑圧判定回路３９と、１フレームにおける最小の累算値を検出して保持する最小値検出回路４０が接続されている。最小値検出回路４０の出力側には、この最小値検出回路４０で検出された最小の累算値に応じて雑音抑圧特性を決定する特性選択回路４１が接続されている。雑音抑圧判定回路３９と特性選択回路４１の出力信号は、雑音抑圧回路３４に与えられるようになっている。
【０００５】
一方、遅延回路３３は、減算回路３２から出力される差分値の出力タイミングを調整し、雑音抑圧判定回路３９及び特性選択回路４１の出力信号のタイミングに合わせて雑音抑圧回路３４に与えるものである。雑音抑圧回路３４は、雑音抑圧判定回路３９から与えられる雑音抑圧処理のオン／オフ信号と、特性選択回路４１から与えられる雑音抑圧特性に基づいて、遅延回路３３から与えられるブロック単位の差分値に対する雑音抑圧処理を行うものである。雑音抑圧回路３４の出力側は、加算回路３５に接続されている。
【０００６】
加算回路３５は、雑音抑圧回路３４で雑音抑圧処理された差分値とフレームメモリ３６に記憶されている前フレームの画像データを加算することによって、雑音抑圧処理が施された現フレームの画像データを生成するものである。加算回路３５で生成された画像データは、フレームメモリ３６に記憶されると共に、テレビスキャン回路４２によって信号変換され、出力画像信号ＯＵＴとして出力されるようになっている。
【０００７】
このような画像符号化装置では、１フレームの入力画像信号ＩＮは、ブロックスキャン回路３１によって複数のブロック単位の画像データに分割され、雑音抑圧の処理単位が細分化される。ブロック化された画像データは、減算回路３２で前フレームの雑音抑圧処理された画像データとの差分がとられ、その差分値は遅延回路３３でタイミング調整されて雑音抑圧回路３４に与えられる。
【０００８】
一方、減算回路３２から出力された差分値は、絶対値回路３７で絶対値がとられ、累算回路３８で累算値が計算されて雑音抑圧判定回路３９と最小値検出回路４０に与えられる。雑音抑圧判定回路３９では、各ブロック毎の累算値が閾値と比較され、その比較結果から静止領域と動領域が判定されて雑音抑圧処理のオン／オフが決定される。即ち、累算値が閾値よりも大きいときは動領域と判定され、雑音抑圧処理はオフとなる。また、累算値が閾値よりも小さいときは静止領域と判定され、雑音抑圧処理はオンとなる。更に、最小値検出回路４０において最小の累算値が検出され、特性選択回路４１において、この検出された最小の累算値に応じて雑音抑圧特性が決定される。
【０００９】
雑音抑圧回路３４では、雑音抑圧判定回路３９から与えられるオン／オフ信号と、特性選択回路４１から与えられる雑音抑圧特性に基づいて、遅延回路３３から与えられるブロック単位の差分値に対する雑音抑圧処理が行われる。雑音抑圧回路３４で雑音抑圧処理された差分値は、加算回路３５において、フレームメモリ３６に記憶されている前フレームの画像データと加算されて、現フレームの画像データが生成される。加算回路３５で生成された現フレームの画像データは、フレームメモリ３６に記憶されると共に、テレビスキャン回路４２によって信号変換され、出力画像信号ＯＵＴとして出力される。
【００１０】
このように、この画像符号化装置では、入力画像信号ＩＮの雑音抑圧処理をブロック単位で行うことにより、動領域での残像やぼけを低減し、静止領域での雑音抑制を良好に行うことができるとされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の画像符号化装置では次のような課題があった。
即ち、雑音の検出を有効な画像データの期間に行っているため、入力信号中の動き成分や入力信号のジッタによる高域成分を雑音として検出してしまい、精度の高い雑音量の検出が困難であった。
【００１２】
本発明は、雑音量を精度良く検出して良好な雑音低減が可能な映像雑音低減回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の映像雑音低減回路は、雑音低減処理が施された出力映像信号から１画面単位に最新の画像データを順次更新して記憶する画像記憶手段と、入力映像信号と前記画像記憶手段に記憶された画像データとの差分を検出して差分データを出力する差分検出手段と、前記差分データに基づいて前記入力映像信号と前記画像記憶手段に記憶された画像データとの間での映像の動きを検出する動き検出手段と、前記入力映像信号に対応する同期信号に基づいて該入力映像信号中に画像成分が存在しないタイミングを検出し、雑音量検出用のタイミング・パルスを発生するパルス発生手段と、前記タイミング・パルスが与えられている期間中の前記差分データから雑音量の平均値を検出する雑音量検出手段と、第１及び第２の閾値によるヒステリシス特性に従い、前記雑音量検出手段で検出された雑音量の平均値とこれらの第１及び第２の閾値とを比較して雑音低減動作を制御する第１の制御信号を生成すると共に、第３及び第４の閾値によるヒステリシス特性に従い、該雑音量の平均値に基づいて動き補償動作を制御する第２の制御信号を生成する雑音低減設定手段と、前記第１の制御信号に従って前記差分データをオン／オフすることによって補正データの生成をオン／オフ制御する補正データ生成手段と、前記動き検出手段によって映像の動きが検出され、かつ前記第２の制御信号によって動き補償動作が指示されたときに、前記補正データ生成手段で生成された補正データに動き補償を施して動き補償を行った補正データを出力し、映像の動きが検出されず、或いは該第２の制御信号によって動き補償動作が禁止されたときには、該補正データ生成手段で生成された補正データをそのまま出力する動き補償手段と、前記入力映像信号を前記動き補償手段から出力される補正データで補正して前記出力映像信号を出力する映像補正手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、同期信号によって入力映像信号中に画像成分が存在しない期間のタイミング・パルスを発生するパルス発生手段と、このタイミング・パルスに基づいて差分データから雑音量を検出する雑音量検出手段と、この雑音量に基づいて雑音低減用の設定情報を生成する雑音低減設定手段を有している。これにより、入力映像信号中の動き成分やジッタの影響を受けず、雑音量を精度良く検出して良好な雑音低減が可能となる。
【００１５】
更に、映像の動きを検出する動き検出手段と、補正データ生成手段で生成された補正データに動き補償を施して動き補償データを生成する動き補償手段を設けている。これにより、雑音量に応じた雑音低減の動き補償を行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例を示す映像雑音低減回路の構成図である。
この映像雑音低減回路は、差分検出手段（例えば、差分検出部）１１、映像補正手段（例えば、減算部）１２、補正データ生成手段（例えば、差分雑音検出部）１３、画像記憶手段（例えば、画像記憶部）１４、動き検出手段（例えば、動き検出部）１５、及び動き補償手段（例えば、動き補償部）１６を有している。
【００１８】
差分検出部１１は、入力映像信号ＩＮと雑音低減処理が施された前フレームの画像データＰＩＣとの差を検出して差分データＤＥＦを出力するものである。差分検出部１１の出力側には、差分雑音検出部１３が接続されている。
【００１９】
差分雑音検出部１３は、後述する制御信号ＣＯＮ及び設定情報ＳＥＴに基づいて、差分データＤＥＦから雑音低減用の補正データＣＯＲを生成するものである。
【００２０】
動き検出部１５は、差分検出部１１から出力される差分データＤＥＦの隣接する画素に基づいて画像の動きを検出するものであり、動きの有無に対する判定信号ＤＥＴを動き補償部１６に出力するようになっている。
【００２１】
動き補償部１６は、差分雑音検出部１３と減算部１２の間に挿入され、動き検出部１５によって動きが有ると判定されたときに、差分雑音検出部１３から出力される補正データＣＯＲに対して動きが検出された場合補正データを低減させる動き補償を行うものである。動き補償部１６からは動き補償後の補正データＣＯＲ２が出力され、減算部１２に与えられるようになっている。
【００２２】
減算部１２は、入力映像信号ＩＮから動き補償部１６で生成された補正データＣＯＲ２を減算することによって、この入力映像信号ＩＮ中の雑音成分を除去して、雑音低減処理が施された出力映像信号ＯＵＴを生成するものである。減算部１２で生成された１フレーム分の出力映像信号ＯＵＴは、画像データＰＩＣとして画像記憶部１４に格納されるようになっている。
【００２３】
更に、この映像雑音低減回路は、入力映像信号ＩＮに対応した同期信号ＳＹＮが与えられるパルス発生手段（例えば、パルス発生部）２１を有している。パルス発生部２１は、同期信号ＳＹＮから画像データが存在しない垂直帰線期間のタイミングを検出し、この垂直帰線期間中に一定時間（例えば、１ライン分）のパルス幅を有するタイミング・パルスＴＰを発生するものである。パルス発生部２１の出力側には、雑音量検出手段（例えば、最大値検出部２２と平均値検出部２３）が接続されている。
【００２４】
最大値検出部２２は、タイミング・パルスＴＰが与えられている期間内の、差分データＤＥＦの最大値ＭＸを検出するものである。また、平均値検出部２３は、タイミング・パルスＴＰが与えられている期間内の、差分データＤＥＦの平均値ＡＶを検出するものである。最大値検出部２２と平均値検出部２３の出力側には、雑音低減設定手段（例えば、検出条件設定部２４と検出動作制御部２５）が接続されている。
【００２５】
検出条件設定部２４は、最大値検出部２２で検出された差分データＤＥＦの最大値ＭＸに基づいて、差分雑音検出部１３に対する設定情報ＳＥＴを算出するものである。設定情報ＳＥＴは、差分雑音検出部１３の入出力特性を設定するもので、差分データＤＥＦの低レベル領域におけるノイズ検出線の傾き、中間レベル領域におけるノイズ上限線、及び高レベル領域におけるノイズ収束線の傾き等を規定するものである。
【００２６】
一方、検出動作制御部２５は、平均値検出部２３で検出された差分データＤＥＦの平均値ＡＶに基づいて、差分雑音検出部１３に対するオン／オフの制御信号ＣＯＮを生成するものである。この制御信号ＣＯＮはヒステリシス特性を有しており、例えば、平均値ＡＶが第１の閾値ＴＨ１を越えるとオンになり、その後、この平均値ＡＶが第１の閾値ＴＨ１以下に低下しても第２の閾値ＴＨ２（但し、ＴＨ２＜ＴＨ１）以上であれば、オンの状態を保持するようになっている。そして、平均値ＡＶが第２の閾値ＴＨ２以下に低下したときに、制御信号ＣＯＮはオフとなるように構成されている。
【００２７】
補償動作制御部２６は、平均値検出部２３で検出された差分データＤＥＦの平均値ＡＶに基づいて、動き補償部１６に対するオン／オフの制御信号ＣＯＮ２を生成するものである。即ち、この補償動作制御部２６では、雑音が中程度以下の時に動き補償部１６を動作させ、雑音が多い時にはより多くの雑音低減ができるように、補正データを低減させる動き補償部１６を停止させるための制御信号ＣＯＮ２を生成するようになっている。
【００２８】
制御信号ＣＯＮ２はヒステリシス特性を有しており、差分データＤＥＦの平均値ＡＶが上側の閾値を越えるとオフとなり、その後、この平均値ＡＶが上側の閾値以下に低下しても下側の閾値以上であれば、オフの状態を保持するようになっている。そして、平均値ＡＶが下側の閾値以下に低下したときに、制御信号ＣＯＮ２はオンとなるように構成されている。また、補償動作制御部２６の閾値は、検出動作制御部２５の閾値よりも高い値に設定されている。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｄ）は、図１の動作説明図である。以下、この図３を参照しつつ、図１の動作を説明する。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、パルス発生部２１に同期信号ＳＹＮが入力されると、パルス発生部２１によって垂直帰線期間が検出され、更にこの垂直帰線期間中の１ライン分に対応するパルス幅を有するタイミング・パルスＴＰが生成される。生成されたタイミング・パルスＴＰは、最大値検出部２２と平均値検出部２３に与えられる。
【００３１】
一方、差分検出部１１には、入力映像信号ＩＮが与えられると共に、画像記憶部１４に記憶された雑音低減処理の施された前フレームの画像データＰＩＣが読み出されて与えられる。これにより、差分検出部１１から差分データＤＥＦが出力される。差分データＤＥＦは、図３（ｄ）に示すように、前後のフレーム間の画像の動きによる差分と、入力映像信号ＩＮに重畳された雑音成分から成り立っている。一般的に、フレーム間の動きによる差分のレベルは大きく、重畳した雑音のレベルは比較的小さな値となっている。差分データＤＥＦは、差分雑音検出部１３及び動き検出部１５と共に、最大値検出部２２と平均値検出部２３に与えられる。
【００３２】
動き検出部１５では、差分データＤＥＦに基づいて動きが検出され、動きの有無に対する判定信号ＤＥＴが動き補償部１６に出力される。
【００３３】
最大値検出部２２では、タイミング・パルスＴＰが与えられている期間における差分データＤＥＦの最大値ＭＸが検出され、この検出された最大値ＭＸが検出条件設定部２４に与えられる。検出条件設定部２４では、最大値ＭＸに基づいて差分雑音検出部１３に対する設定情報ＳＥＴが算出される。
【００３４】
設定情報ＳＥＴは、図３（ｂ）に示すように、差分雑音検出部１３の入出力特性を設定するものである。設定情報ＳＥＴは、差分データＤＥＦの低レベル領域におけるノイズ検出線、中間レベル領域におけるノイズ上限線、及び高レベル領域におけるノイズ収束線を規定する情報で構成されている。これにより、差分雑音検出部１３に入力された差分データＤＥＦの値は、ノイズ検出線、ノイズ上限線及びノイズ収束線で囲まれる雑音検出領域内に制限されて出力されるようになっている。
【００３５】
また、平均値検出部２３では、タイミング・パルスＴＰが与えられている期間における差分データＤＥＦの平均値ＡＶが検出され、この平均値ＡＶが検出動作制御部２５と補償動作制御部２６に与えられる。
【００３６】
検出動作制御部２５では、与えられた平均値ＡＶに基づいて、差分雑音検出部１３に対するオン／オフの制御信号ＣＯＮが生成される。制御信号ＣＯＮは、図３（ｃ）に示すようなヒステリシス特性を有している。即ち、前フレームの制御信号ＣＯＮがオンであった場合、現フレームの平均値ＡＶが閾値ＴＨ２以下にならない限りオンの状態が保持される。また、前フレームの制御信号ＣＯＮがオフであった場合には、現フレームの平均値ＡＶが閾値ＴＨ１以上にならない限りオフの状態が保持されるようになっている。
【００３７】
補償動作制御部２６では、差分データＤＥＦの平均値ＡＶに基づいて、動き補償部１６に対するオン／オフの制御信号ＣＯＮ２が生成される。即ち、雑音が中程度以下の時に動き補償部１６を動作させ、雑音が多い時には動き補償部１６を停止させるための制御信号ＣＯＮ２が生成される。
【００３８】
検出条件設定部２４で算出された設定情報ＳＥＴと、検出動作制御部２５で生成された制御信号ＣＯＮは、差分検出部１１から出力される差分データＤＥＦと共に差分雑音検出部１３に与えられる。
【００３９】
このような映像雑音低減回路において、平均値検出部２３で検出される差分データＤＥＦの平均値ＡＶが小さい時には、検出動作制御部２５から出力される制御信号ＣＯＮがオフとなり、補償動作制御部２６から出力される制御信号ＣＯＮ２がオンとなる。これにより、差分雑音検出部１３による雑音低減処理が停止され、補正データは出力されなくなり雑音低減処理が停止する。
【００４０】
差分データＤＥＦの平均値ＡＶが中位の時には、検出動作制御部２５から出力される制御信号ＣＯＮと補償動作制御部２６から出力される制御信号ＣＯＮ２が、共にオンとなる。これにより、差分雑音検出部１３による雑音低減処理と動き補償部１６により補正データに対して動き補償処理が行われる。
【００４１】
また、差分データＤＥＦの平均値ＡＶが大きい時には、検出動作制御部２５から出力される制御信号ＣＯＮがオンとなり、補償動作制御部２６から出力される制御信号ＣＯＮ２がオフとなる。これにより、動き補償部１６による動き補償処理は停止され、差分雑音検出部１３による雑音抑制処理のみが行われる。
【００４２】
以上のように、この映像雑音低減回路は、垂直帰線期間の画像成分を含まない入力映像信号ＩＮから雑音量を検出する最大値検出部２２と平均値検出部２３を有している。これにより、雑音量を精度良く検出することができ、この雑音量に応じて良好な雑音低減が可能になる。
【００４３】
また、雑音が少ない時には、検出動作制御部２３から差分雑音検出部１３の動作を停止させるための制御信号ＣＯＮを出力するようにしているので、低雑音時には雑音低減処理による残像やぼけをなくし、高画質を維持することができるという利点がある。
【００４４】
更に、動き補償部１６の動作を雑音量に応じてオン／オフ制御する補償動作制御部２６を有している。これにより、雑音量に応じた有効な動き補償を行った補正データで雑音低減処理が可能になるという利点がある。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ）  差分雑音検出部１３における差分雑音検出の機能は、図３（ｂ）に示したような入出力特性を有するものに限定されない。
（ｂ）  最大値検出部２２では、１フレームのタイミング・パルスＴＰの期間での最大値ＭＸを検出しているが、過去の連続する複数のフレームの最大値の平均を検出するようにしても良い。これにより、突発的な雑音による画像の乱れを防止することができる。
（ｃ）  平均値検出部２３では、１フレームのタイミング・パルスＴＰの期間での平均値ＡＶを検出しているが、過去の連続する複数のフレームの平均値の平均を検出するようにしても良い。これにより、突発的な雑音による画像の乱れを防止することができる。
（ｄ）  検出動作制御部２５及び補償動作制御部２６は、ヒステリシス特性を有しているが、回路を簡素化するためには単なる比較回路で構成しても良い。
（ｅ）  パルス発生部２１では、同期信号ＳＹＮから垂直帰線期間を検出し、この垂直帰線期間中の１ライン分に対応するパルス幅を有するタイミング・パルスＴＰを生成して雑音検出のタイミングとしているが、垂直帰線期間にデータ信号等が多重化される場合がある。このような場合には、入力映像データＩＮの内の輝度信号における雑音量を参照して、色差信号の雑音量の正誤を判定する回路を使用することにより、誤検出を回避することができる。
（ｆ）  検出条件設定部２４は、最大値検出部２２で検出された最大値ＭＸに基づいて、差分雑音検出部１３に対する設定情報ＳＥＴを算出するようにしているが、最大値ＭＸのレベルに基づいて、予め決められた複数の設定情報の内から差分雑音検出部１３に対する設定情報ＳＥＴを選択するようにしても良い。
（ｇ）  入力映像信号ＩＮの１フレーム単位に雑音低減処理を行っているが、１フレームが２フィールドで構成されるインターレース方式の場合には、１フィールド単位に雑音低減処理を行うようにしても良い。
（ｈ）  動き補償部１６では、補償動作制御部２６から与えられる制御信号ＣＯＮ２によって動作のオン／オフ制御が行われるが、この制御信号ＣＯＮ２がオフとなったときに、動き補償処理を停止させずに処理レベルを低下させるようにしても良い。
（ｉ）  雑音の平均値ＡＶに応じて、差分雑音検出部１３や動き補償部１６の動作をオン／オフ制御するようにしているが、この雑音の平均値ＡＶを更に複数のレベルにレベル分けして、各レベルに対応した雑音低減処理や動き補償処理を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例を示す映像雑音低減回路の構成図である。
【図２】従来の画像符号化装置の構成図である。
【図３】図１の動作説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１    差分検出部
１２    減算部
１３    差分雑音検出部
１４    画像記憶部
１５    動き検出部
１６    動き補償部
２１    パルス発生部
２２    最大値検出部
２３    平均値検出部
２４    検出条件設定部
２５    検出動作制御部
２６    補償動作制御部
【図１】
2006101545.tif 000003
【図２】
2006101545.tif 000004
【図３】
2006101545.tif 000005